A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
סחר קולט מודולציה היענות איתות ותא לligands והוא, עצמו, מגיב לתנאי תא, כוללים איתות מושרה ליגנד. כאן אנו מתארים טכניקה חזקה וגמישה לכמותית הערכת סחר קולט תוצאת משימוש בסמים באמצעות immunolabeling וניתוח colocalizational.
The intracellular trafficking of receptors is a collection of complex and highly controlled processes. Receptor trafficking modulates signaling and overall cell responsiveness to ligands and is, itself, influenced by intra- and extracellular conditions, including ligand-induced signaling. Optimized for use with monolayer-plated cultured cells, but extendable to free-floating tissue slices, this protocol uses immunolabelling and colocalizational analysis to track changes in intracellular receptor trafficking following both chronic/prolonged and acute interventions, including exogenous drug treatment. After drug treatment, cells are double-immunolabelled for the receptor and for markers for the intracellular compartments of interest. Sequential confocal microscopy is then used to capture two-channel photomicrographs of individual cells, which are subjected to computerized colocalizational analysis to yield quantitative colocalization scores. These scores are normalized to permit pooling of independent replicates prior to statistical analysis. Representative photomicrographs may also be processed to generate illustrative figures. Here, we describe a powerful and flexible technique for quantitatively assessing induced receptor trafficking.
קולטנים, במיוחד קולטני חלבון G בשילוב (GPCRs), באופן שיגרתי נסחרים intracellularly, ומתא השטח 1. תהליכי complexly מתוזמרים ופיקוח הדוק אלה מכתיבים משלים קולט זמין של התאים ולהסדיר את פעילות קולטן זמנית, הפחתת רגישות, וresensitization 2-4. חשוב לציין, תהליכים אלה מגיבים לסביבות סלולריות כוללים פעילות קולט תוצאת משימוש בסמים או חוסר פעילות. כלומר, הפעולות של ligands בקולטנים יכולות לשנות סחר תאיים של קולטנים אלה, ובכך לשנות את היענות תא. באופן זה, ligands החיצוני להפעיל עוד יותר השפעות על תפקוד תא, אפילו מעבר למפלי שליח למפעיל קלאסיים 5,6.
בחינת שינויים בסחר קולט מושרה היא קשה. כל הטכניקות הזמינות כרוכות מגבלות. מבחני הגנת ביוטין שימשו למוניםאוכלוסיות קולטנים משטח טור. קולטנים אלה biotinylated וtimecourse של immunoprecipitations מתבצע לכמת את הירידה בקולטנים biotinylated לאורך זמן. טכניקה זו בעצם עוקבת אחר השפלה ההדרגתית של ראשונית, שכותרתו, אוכלוסייה של קולטנים 7, והוא מאוד שימושי בבניית קורסים של תהליך זה זמן. למרבה הצער, assay זה אינו יכול לפקח על כל תהליך אחר מאשר השפלה של הבריכה המקורית של קולטנים, כגון הפנמה, מחזור, או קולטנים חדשים. כמו כן, התוספת של נוגדנים בטווח 150kDa לקולטן בטווח 50kDa יכולה לשנות הסחר של קולט 8,9, וטכניקה זו עלולה להיות קשה לשימוש עם קולטנים נמוכים ברמת ביטוי.
נהלים אחרים להשתמש בשיטות שונות כדי לזהות תאי סחר תאיים (למשל, endosomes, וכו ') ולהעריך colocalization עם קולטנים של עניין. זה כולל אותנודואר של מערכות Heterologous להביע ניאון חלבון מתויג מבני chimeric של קולטנים וסמני תא (GTPases למשל, ראב-המשפחתי). זה פוטנציאל מאפשר שימוש בLive- תא הדמיה, הסרת נושאים הקשורים לקיבעון וpermeabilization. בעוד רב עוצמה, אסטרטגיה כזו סובלת מאותן המגבלות של מערכות Heterologous באופן כללי: השפעות תג ורמת ביטוי בסחר בהתנהגות וחוסר תאימות עם סוגים יותר מבחינה פיזיולוגית נציג תא. יותר עממי, צבעים משמשים לתייג תאים תאיים בקלות (למשל, lysosomes, לכאורה) 10. צבעים, לעומת זאת, יכולים חסרי ייחוד (כל האברונים חומצי במקרה של צבעים לlysosomes) ולא להעריך סחר באמצעות תאים אחרים. ובכל זאת, טכניקות אלו מאפשרות שליטה רבה יותר במערכת ותנאי ניסוי ועשויות להפיק תועלת משיטות ניתוח colocalization שהוצגו כאן, למטה.
שיטת wדואר נוכח כאן מזקק את המעקב של סחר קולט ידי colocalization. באמצעות immunocytochemistry (ICC) לתייג סמנים מתאימים, ניתן לזהות תאים תאיים שונים מרובים. זה גם מאפשר השימוש בתרביות תאים ראשוניים מבחינה פיזיולוגית-רלוונטיות במקום של מערכות Heterologous. פרוטוקול ICC זה כרוך תיקון התאים של עניין לפני התיוג; זה מאפשר תיוג בנקודת זמן ספציפי הבאים טיפול תרופתי (ים). זה מייצר "תמונת מצב" של עמותות קולט-תא העולמיים בנקודת הזמן ש. עם נקודתי זמן מרובים, timecourse של שינויי סחר יכול גם להיות בנוי.
בקצרה, התאים שטופל בתרופה, שכותרתו לקולט והתא תאית של עניין, confocally צילם, וphotomicrographs מנותחים לכמת colocalization של קולט ותא 11 מתמטי. בשימוש שלנו, בדקנו את colocalization של קולט עם ראB5, Rab11, וlysosomal הקשורים חלבון הקרום 1 (LAMP1). סמנים אלה לזהות endosomes המוקדם, endosomes מחזור, וlysosomes, בהתאמה. צעדי colocalization אלה פועלים כשליחים לתהליכי העל של הפנמה, מחזור, והשפלה 12.
כמו בכל הטכניקות, כמה מגבלות יש לשקול. בשל הצורך לתמונה כל נוירון הבודד ניתח, טכניקה זו יכולה להיות די עתירת עבודה בהתאם למספר התנאים ונקודתי הזמן המעורב. גם כל immunolabeling חייב להתמודד עם ההשפעות על ultrastructure הסלולרי, לוקליזציה חלבון, ונגישות epitope נגרמות על ידי קיבוע וpermeabilization 13.
למרות מותאם במקור לשימוש עם תרבויות עיקריות של נוירונים חושיים ראשוניים, שיטה זו היא רחב תואמת עם מודלים תרבות מצופה monolayer אחרים.
השימוש בmeasur לכמת באופן מתמטידואר של colocalization הוא, בעיקר, הרבה יותר מאשר מתודולוגית קפדני טכניקות קודמות שימשו להערכת שינויים בסחר בקולט, שלעתים קרובות יש לסמוך על אמצעים מעורפלים, סובייקטיבי כגון שכבות רב-ערוצים חזותי-בדקו 14.
טכניקה זו שימושית במיוחד עבור תאימות רחבה עם in vivo התערבויות (לפני דור התרבות העיקרי), במבחנה התערבויות (בצמיחת התרבות), ותיוג שונים מטרות 15. ככזה, הוא יכול להיות מותאם לשאלות מחקר רבות ושונות.
הערה: פרוטוקול זה הוא רחב תואם עם מודלים שונים מצופה monolayer תא / רקמת תרבות, משטרי טיפול תרופתי, ומטרות תיוג. כך בשימוש בפועל, פרמטרים ספציפיים רבים ישתנו בהתאם לעיצוב ניסיוני. כאן, אזכור של הפרמטרים המוגדרים על ידי משתמש אלה הם גנרי. תנאי דוגמא, כפי שכדי להשיג את תוצאות הנציג, כלולים בכתב נטוי.
1. פתרונות
תרבות 2. תא
הערה: פרוטוקולי תרבות התא מתאימים ישתנו בהתאם לסוג תא (ים) המשמש. נהלים אלה חייבים להיות מותאמים בנפרד. מתודולוגיות תרבית תאים מפורטות זמינות, כולל 16. הליך דומה שימש כדי להשיג את תוצאות הנציג, עם ההבדלים הראויים לציון:
3. טיפול התרופתי של תאים בתרבית
הערה: רציף מרובה, או חופף, טיפולים תרופתיים אפשריות. התרופות, מינונים / ריכוזים, ומשכי חשיפת שימוש יהיה תלוי בניסוי הספציפי.
4. קיבוע וImmunocytochemistry
הערה: מטרות התיוג הספציפיות תשתנה על ידי ניסוי. בשימוש שלנו, אנחנו כותרת קולטנים דלתא אופיואידים (דור) וRab5, 11 ראב, וLAMP1, כפי שנדון. הנוגדנים הספציפיים המשמשים יהיו תלויים בניסוי הספציפי. תנאי תיוג אופטימליים תלויים בנוגדן הספציפי (ies) משמש. דיון מלא יותר של נושא זה הוא בהמשך.
5. הגדרות מיקרוסקופ
6. הדמיה
7. colocalization ניתוח
8. נתונים נורמליזציה
שימוש בטכניקה זו, ניתן לכמת שינויים בסחר בהודעת הפנמת קולטן הבאים שני טיפולים תרופתיים כרוניים / ממושכים וחריפים. לאחר טיפולים תרופתיים, קיבעון, ותיוג, photomicrographs שני ערוצים ברזולוציה גבוהה נלכדים של כל תא של עניין. נציג תמונות עשויות להיות משולבות עם colocalization כוזב בצבע...
יש לנו מותאם פרוטוקול זה לניתוח תרבויות העיקריות של נוירונים גנגליון שורש הגבי בוגרים (תאי עצב תחושתיים ראשוניים). גם זה יכול לשמש, עם שינוי קטן או לא, לתאים בתרבית מצופה monolayer רחב. ניתוח colocalizational ניתן גם בחתכי רקמה והכנות אחרות כגון 11, לעומת זאת רכיבי הטיפול התרו...
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מCIHR (MOP394808) וקנדה מחקר קתדרה לCMCEWO היה הנמען של מלגת פוסט-בוגר מNSERC.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Trizma Base | Sigma Aldrich | T1503-500G | |
Sodium Chloride | Sigma Aldrich | S9888-500G | |
Tween 20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
Hydrochloric Acid | Sigma Aldrich | 258148 | |
Albumin from Bovine Serum | Sigma Aldrich | A7906-100G | |
Gelatin from cold water fish skin | Sigma Aldrich | G7041-100G | |
Corning Costar Cell Culture Plates: 24-well | Fisher Scientific | 720084 | |
12 circle Microscope Cover Glass | Fisher Scientific | 1254580 | |
Aqua/Poly-Mount | Polysciences | 18606-20 | |
Sodium Phosphate Monobasic | Sigma Aldrich | S9638-500G | |
Sodium Phosphate Dibasic | Sigma Aldrich | S9763-500G | |
Paraformaldehyde | Polysciences | 00380-1 | |
Dumont #5 Forceps - Standard/Dumoxel | Fine Science Tools | 11251-30 | |
Rabbit anti-DOR antibody | MyBioSource | MBS316175 | Used at 1:1,500 |
Mouse anti-Rab5 antibody | Sigma Aldrich | R7904 | Used at 1:750 |
Mouse anti-Rab11 antibody | Millipore | 05-853 | Used at 1:500 |
Goat anti-LAMP1 antibody | Santa Cruz | SC8098 | Used at 1:750 |
Donkey anti-rabbit Alexa 488 conjugated antibody | Life Technologies | A-21206 | Used at 1:200 to 1:2,000 |
Goat anti-mouse Alexa 594 conjugated antibody | Life Technologies | A-11005 | Used at 1:200 to 1:2,000 |
Donkey anti-goat Alexa 594 conjugated antibody | Life Technologies | A-11058 | Used at 1:200 to 1:2,000 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved